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传输技术
OTN技术在沈阳铁通城域传送网的应用
文章来源:本站原创  发布时间:2014-10-28  浏览次数:938
作者:崔崇峰
(中国铁通沈阳分公司110014)
摘要:随着宽带数据业务的大发展,城域带宽需求海量增长,对城域传送网的可扩展能力和安全性提出了更高的要求。本文从业务发展需求出发,阐述了OTN技术特点和优势,介绍了OTN分层结构和保护方式,提出了采用OTN技术组建沈阳铁通城域传送网的设计和实施方案。
关键词:OTN;DWDM;城域传送网
1引言
      近年来,通信行业发展迅猛,数据通信业务快速发展,OTT互联网电视业务异军突起,GPON光覆盖小区呈指数增长,IP城域网汇聚节点带宽成倍增长,城域传送网承载的业务需求已经由VC12级别颗粒转变为以GE、2.5G、10GE等大颗粒业务为主,并且业务IP化特点明显。而目前沈阳铁通城域网主干光缆资源已经饱和,敷设主干光缆建设周期长、投资大,按照目前业务接入需求,如采用光纤直连需要占用大量纤芯,安全性及光纤资源无法保证,并且很难形成长期接入能力,这在一定程度上制约了铁通健康、快速、可持续的发展。
      城域传送网要适应这些业务带宽海量增长的需求,平台必须能够提供更高的带宽、更强大的自愈保护能力、更灵活的业务调度能力和更为丰富的业务接口,提供统一完善的维护管理平台,为宽带数据业务的开展提供完备的网络保障。
      光传送网OTN技术是一种新型的光传送网络体制,它以DWDM光通道技术为核心,将波分复用技术和SDH技术结合,解决了大颗粒业务传送与灵活调度的问题,继承了SDH在组网、保护、管理等方面的优点,可以提供包括155M、622M、GE、2.5G、10G等常用的任意速率标准光接口,OTN技术已成为当前应用最广泛的城域传输技术。
2OTN技术与DWDM技术对比
2.1 DWDM技术的局限性
      密集波分复用技术简称DWDM,是一种能在一根光纤上同时传送多个光信号的技术,DWDM原理见图1。
图1 DWDM原理示意图
      DWDM技术以光层处理为主,具有多波长通道的传输特性,可以提供大容量传输,解决光缆资源不足的问题。但是DWDM系统目前主要采用点对点的组网方式,能够提供的业务颗粒单一,业务调度灵活性差,缺乏有效的网络维护管理手段,安全保护能力有限,多借助第三方OLP设备实现各中继段的保护,无法满足目前业务发展要求的灵活调度和电信级安全保护的多业务需求。
2.2 OTN技术的优势
      光传送网OTN是一种新型的光传送网络体制,综合了DWDM波分复用技术和SDH技术的有点,将带宽可扩展性、灵活调度能力和完善的保护方式完美结合,解决了大颗粒业务传送与灵活调度的问题,。相较于DWDM技术,OTN技术的优势主要体现在以下几个方面:
(1)OTN技术可提供多业务接口,支持多种客户信号封装和透明传输,如SONET/SDH,ATM,Ethernet,IP,PDH,ODU复用等。
(2)OTN技术支持大颗粒带宽的复用、交叉和配置,电路调度灵活。OTN交叉分为光交叉和电交叉,光交叉支持任意波长到任意端口的指配,配合可调谐OTU,可实现光网络波长自由上下,电交叉支持任意ODUk到任意波长的交叉,可以实现业务的端到端灵活调度。
(3)OTN具有强大的OAM能力。OTN帧结构大大增强了OTN光通路层(OCh)的数字监视能力,在OTN组网中可以实现端到端和多个分段同时监测。
(4)OTN具有完善的保护能力。OTN可提供灵活的基于电层和光层的业务保护功能,如基于ODUk层的光子网连接保护(SNCP)、基于光层的光通道保护等。
3OTN技术概述
3.1 OTN分层结构
      OTN网络分为三层,即光信道层(OCh)、光复用段层(OMS)和光传输段层(OTS)。OTN网络子层结构如图2所示。
图2 OTN子层结构图
      光信道层负责为客户信号分配波长,安排端到端的光信道连接,处理光信道开销,提供光信道层的检测、管理功能,并执行光层保护与恢复工作,光信道层又分为三个子层:光信道净荷单元(OPU)、光信道数据单元(ODU)、光信道传送单元(OTU);光复用段层作用是实现光层信号的波分复用,保证相邻DWDM信号的完整传输,进行光复用段的开销处理以及运行、检测和管理等功能;光传输层为光信号在光介质上提供传输功能,同时实现对光放大器和光再生中继器的检测和控制,保证信号传输质量。

图3 OTN帧结构
      OTN的客户信号经过复用后通过光传送模块OTM传送,OTM的映射和复用结构中客户信号映射到光通道净荷单元OPU1,加上OPU1开销构成OPU1,OPU1加上ODU1通道开销构成ODU1。ODUk是网络传送中一个固定的单元,k可取值0、1、2、3。
3.2 OTN组网方式
      OTN技术提供了OTN接口、ODUk交叉和波长交叉等功能,具备了在电域、光域或电域光域联合进行组网的能力,在电域采用ODU1交叉,在光域采用波长交叉,网络拓扑可分为点对点、环型网和网状网等。
3.3 OTN网络保护方式
      OTN网络保护方式分为光层网络保护和电层网络保护,常用的保护方式包括基于光层的光线路保护和基于电层的子网连接保护SNCP。
      光线路保护即OLP,光线路保护功能是通过光开关单板OLP来完成的,它类似于单向通道保护,在OTM端站进行合波信号的双发,在收端站对合波信号选收后再进行分波。倒换的条件是对两路接收的光功率进行检测,如果检测到两路的光功率差值超过规定值,则发生倒换,属于光路倒换。一般用于点对点OTN网络的保护。

图4 光线路保护
      OTN网络还可运用DCP板实现同样原理的业务通道保护。DCP板对业务信号双发,提供光波长双通道1+1保护,通过主备OTU板分离子架配置,提供掉电保护功能。
      OTN技术可在电域内实现基于ODUk的子网连接保护(SNCP)。ODUk-SNCP利用电层交叉的双发选收对线路板和OCh光纤进行保护,交叉粒度为ODUk,可以支持ODU1和ODU2级别的SNCP。ODUk-SNCP保护主要对线路板至支路板的单元进行保护,在工作通道出现信号失效或信号劣化时,主机通过配置支路板的电层交叉配置来实现交叉保护功能。基于ODUk的子网连接保护(SNCP)如图5所示。

图5 ODUk-SNCP保护
4OTN技术在沈阳铁通城域传送网的应用
4.1 OTN组网方案设计
      由于OTN技术可同时满足多业务和大容量的接入需求,实现业务的灵活调度,提供完善的保护方式,因此采用OTN技术组建沈阳铁通城域网,可以顺利解决日益突显的裸光纤直连业务安全性差、业务调度不灵活以及城域主干光缆匮乏的问题,实现宽带业务灵活承载。
      OTN组网方案的设计包括根据业务需求选址和设备选型,根据光缆资源和距离衰耗选择光板类型和设置光中继段,根据业务类型及客户需求选择电路保护方式,设计出整网的组网方案。
      沈阳铁通城域范围内的主干光缆空闲率低,特别是沈阳对新民、辽中、法库等地区光缆资源十分匮乏,敷设成本高昂。因此沈阳铁通一期OTN布网选择在新民、辽中、法库地区组建3个OTN环网,其中核心节点选在IP城域网核心节点,市区站址作为二期建设范围。沈阳到辽大新址、法库为单路由,不能对业务形成有效的保护,并且沈阳到法库距离超长,不满足波分复用中继距离要求。通过租用光缆的方式,在新城子增加OTN中继站,满足电路保护及设计要求。根据既有业务及两年内发展需求,核心节点与各郊县节点间配置GE电路4~8条,用于承载IP城域网及未来PTN网络,配置622M电路1条,用于承载既有郊县地区SDH城域传送网。OTN组网如图6所示。

图6 沈阳铁通城域OTN组网图
      华为OSN6800采用OTN技术,可提供动态的光层调试和灵活的电层调度,支持基于GE业务、ODU1信号、ODU2信号和Any业务的电层调度,最大支持360G的交叉调度容量。根据业务需求,综合考虑今后业务的发展趋势,在各节点采用华为OSN6800设备组建OTN波分网络。
      根据中继距离设计组网。以沈阳到新民波分复用环为例,沈阳到新民主用光通道74km,备用光通道85km,均采用G.652光缆,中继距离适中,不需设置光中继器,光信噪比符合要求,配置点对点OTN网络。华为光板采用OAU和OBU。

图7 网络配置图
      保护方式选择基于ODUk的子网连接保护(SNCP)。SNCP保护配置如图8所示。

图8 SNCP保护配置
      网管采用直连方式,在沈阳铁通OTN城域传送网组网中,OSN6800设备通过交换机连接至华为T2000服务器,实现对OTN网元的统一管理。
4.2 OTN调测及割接方案
      方案的实施首先进行设备单机调测,然后进行整网联调,由于组网需要使用承载业务的光缆,因此联调和割接是同时进行的。以沈阳至新民OTN网络为例,由于现网无空闲光缆资源,需要利用原沈阳到新民GE业务的光路来调试OTN设备,割接时,首先断开沈阳到新民IP城域网第2条GE业务电路,空闲光路用于沈阳至新民OTN单线路调试,然后把原第2条GE口通过跳纤连接到OTN设备的TOM支路板第5端口上,进行单路业务光功率调试,最后割接沈阳到新民第1条GE业务,连接到OTN设备的TOM板第1端口,将新民既有SDH传输设备622M线路割接到TOM板2口,确认业务正常,进行全环光功率调试,并对电路进行断纤倒换测试。其他环网调测和割接与上述过程类似。OTN网络建成后,沈阳铁通城域传送网可扩展性和健壮性大大提高。
5结束语
      通过采用华为OSN6800设备组建沈阳铁通OTN城域传送网,对裸光纤接入电路改为OTN系统承载,低成本地解决了城域主干光缆资源不足的问题。对波道的保护方式选择SNCP保护配置,实现了对割接入网的业务保护问题。丰富的波道资源为后续业务的开展预留了足够的扩容空间,能够满足未来IP城域网扩容及GE以上颗粒集团客户专线、PTN网络骨干及汇聚层等业务承载的接入需求。随着光覆盖小区及大客户对点对点业务需求的不断增加,城域传送网必须既可以满足大颗粒业务带宽海量增长的需求,实现快速的业务调度,又可以满足低带宽灵活配置的IP数据业务和语音IP化业务需求,因此扩大OTN网络覆盖范围,并建设基于OTN网络的PTN网络,将成为近几年城域传送网发展建设的主要方向。
参考文献:
1.孙学军,DWDM传输系统原理与测试[M],人民邮电出版社,2000年
2.荆瑞泉,张成良,OTN技术发展与应用探讨[J],邮电设计技术,2008年
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